WO2020200624A1 - Wärmesperre - Google Patents

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WO2020200624A1
WO2020200624A1 PCT/EP2020/055836 EP2020055836W WO2020200624A1 WO 2020200624 A1 WO2020200624 A1 WO 2020200624A1 EP 2020055836 W EP2020055836 W EP 2020055836W WO 2020200624 A1 WO2020200624 A1 WO 2020200624A1
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WO
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carrier element
pump arrangement
heat
arrangement according
barrier device
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PCT/EP2020/055836
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Inventor
Jürgen Gröschel
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KSB SE & Co. KGaA
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    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps

Definitions

  • the invention relates to a pump arrangement, in particular a magnetic coupling pump arrangement, with an interior space formed by a housing arrangement, a containment can which hermetically seals a chamber enclosed by it from the interior space formed by the housing arrangement, an impeller shaft that can be rotated about an axis of rotation, and one at one end of the impeller shaft arranged impeller, an inner rotor arranged at the other end of the impeller shaft, a drive device, a drive shaft that can be rotated by the drive device about the axis of rotation and an outer rotor arranged on the drive shaft and interacting with the inner rotor, the outer rotor having a first carrier element and a having connected to the first carrier element second carrier element.
  • Explosion-proof block motors in particular standard motors in flange design, only allow a certain amount of heat to be introduced into the motor at the interfaces, in particular flange and shaft, in such a way that the maximum permissible temperatures of the motor are not exceeded.
  • the outer rotor runs in the coolant, which results in considerable friction losses which significantly reduce the efficiency of the pump.
  • the object of the invention is to provide a pump arrangement in which the heat flow into the drive shaft mounted in a bearing carrier and thus into the inner rings of the roller bearing is minimized.
  • the object of the invention is achieved in that the first carrier element has a thermal barrier device.
  • the thermal barrier device reduces the heat input from the containment shell into the drive shaft of the outer rotor and into the bearings with which the drive shaft is supported in the bearing bracket.
  • the first carrier element comprises an annular disk with a hub for fastening to the drive shaft, a collar extending axially in the direction of the containment shell being provided on the annular disk.
  • thermo barrier device is arranged inside the collar.
  • the collar and the arrangement of the thermal barrier device within the collar allow optimal placement of the thermal barrier device.
  • the thermal barrier device comprises a thermal insulating element and a thermal reflecting element.
  • the heat input into the first carrier element and the drive shaft can thus be efficiently reduced.
  • the heat insulating element is designed essentially as a circular cylindrical body.
  • the heat reflection element is designed essentially as a plate in the form of a circular disk. Due to the circular configuration, the outer jacket surfaces of the heat insulating element and the heat reflection element can rest against the inner jacket surface of the collar and reduce the heat input into the first carrier element and the drive shaft.
  • the heat insulating element expediently rests against the annular disk of the carrier element and the heat reflection element rests against the heat insulating element and is arranged between the chip pot and the heat insulating element. In this way, the heat radiation emanating from the containment shell can be reflected back and the heat flow into the drive shaft can be greatly reduced.
  • a screw-like fastening means is provided for secure fastening of the thermal barrier device to the first carrier element.
  • a threaded bolt-like fastening means is provided for fastening the thermal barrier device to the first carrier element.
  • a rivet-like fastening means is provided for fastening the thermal barrier device to the first carrier element.
  • the inner lateral surface of the collar has a radially circumferential groove into which a locking ring is inserted.
  • the locking ring prevents axial movement of the thermal barrier.
  • FIG. 1 shows the longitudinal section through a magnetic coupling pump arrangement with an outer rotor having a heat barrier device and the FIG. 2 shows the outer rotor shown in FIG. 1 in an enlarged view and FIG
  • FIG. 1 shows a pump arrangement 1 in the form of a magnetic coupling pump arrangement.
  • the pump arrangement 1 has a multi-part housing arrangement 2 with a hydraulic housing 3 designed as a spiral housing, a housing cover 4, a bearing support lantern 5, a bearing support 6 and a bearing cover 7.
  • the hydraulic housing 3 has an inlet opening 8 for sucking in a delivery medium and an outlet opening 9 for ejecting the delivery medium.
  • the housing cover 4 is arranged on the side of the hydraulic housing 3 opposite the inlet opening 8.
  • the bearing bracket lantern 5 is attached to the side of the housing cover 4 facing away from the hydraulic housing 3.
  • the bearing bracket 6 is attached to the side of the bearing bracket lantern 5 opposite the housing cover 4.
  • the bearing cover 7 is in turn attached to the side of the bearing bracket 6 facing away from the bearing bracket lantern 5.
  • An impeller shaft 13 rotatable about an axis of rotation A extends from a flow chamber 14 delimited by the hydraulic housing 3 and the housing cover 4 through an opening 15 provided in the housing cover 4 into the chamber 12.
  • a Impeller 16 attached to the opposite shaft end is an inside the chamber 12 arranged inner rotor 17 is arranged.
  • the inner rotor 17 is equipped with several magnets 18 which are arranged on the side of the inner rotor 17 facing the containment shell 10.
  • a bearing arrangement 19 that is operatively connected to the impeller shaft 13 that can be driven to rotate about the axis of rotation A.
  • a drive device for example a drive motor, preferably an electric motor, drives a drive shaft 20.
  • the drive shaft 20, which can be rotatably driven about the axis of rotation A, is arranged essentially coaxially with the impeller shaft 13.
  • the drive shaft 20 extends through the bearing cover 7 and the bearing bracket 6 and is supported in two ball bearings 21, 22 accommodated in the bearing bracket 6.
  • an outer rotor 24 carrying a plurality of magnets 23 is arranged at the free end of the drive shaft 20, an outer rotor 24 carrying a plurality of magnets 23 is arranged.
  • the magnets 23 are arranged on the side of the outer rotor 24 facing the containment shell 10.
  • the outer rotor 24 extends at least partially over the containment shell 10 and interacts with the inner rotor 17 in such a way that the rotating outer rotor 24 also sets the inner rotor 17 and thus the impeller shaft 13 and the impeller 16 in a rotational movement by means of magnetic forces.
  • the outer rotor 24 shown enlarged in FIG. 2 comprises a first carrier element 25.
  • the first carrier element 25 comprises an annular disk 26 with a hub 27, the hub 27 being pushed onto the drive shaft 20 shown in FIG. 1 and on it with suitable ones Funds is attached.
  • An annular collar 28 is formed on the annular disk 26, which collar extends axially in the direction of the containment can 10 or housing cover 4.
  • the collar 28 has a smaller outer diameter than the annular disk 26.
  • the first carrier element 25 thus has a region 29 with a reduced external diameter and a region 30 with an enlarged external diameter, whereby a step 31 is formed.
  • the outer rotor 24 further comprises a hollow cylinder-like second carrier element 32 formed or arranged on the first carrier element 25, which at least partially surrounds the containment shell 10 and on which the magnets 23 are arranged.
  • the second carrier element 32 is pushed over the collar 28, that is, the area 29 of the first carrier element 25 with a reduced outer diameter, the step 31 forming a stop device.
  • the second carrier element 32 is fastened to the first carrier element 25 by means of the screws 33 shown in FIG. 1.
  • the first and second carrier elements 25, 32 are shown as two parts that can be connected to one another by means of a screw connection. Alternatively, the two parts can be connected to each other using shrink technology. In a further exemplary variant, the first carrier element 25 and the hollow cylindrical part of the second carrier element 32 can be formed in one piece.
  • the first carrier element 25 has a thermal barrier device 34.
  • the thermal barrier 34 is disposed within the collar 28.
  • the heat barrier device 34 comprises a heat insulating element 35 and a heat reflecting element 36.
  • the heat insulating element 35 is essentially designed as a circular cylindrical body and made of a very poorly thermally conductive material, e.g. B. mica.
  • the heat reflecting element 36 is designed essentially as a disk-shaped plate and made of a material with a high degree of heat reflection, e.g. B. a stainless steel alloy.
  • the heat insulating element 35 rests against the annular disk 26 of the carrier element 25.
  • the heat reflection element 36 in turn rests on the heat insulation element 35 and is thus arranged between the containment shell 10 and the heat insulation element 35 in the installed state in order to reflect back the thermal radiation emanating from the containment shell 10. In this way, the heat flow into the drive shaft 20 can be very strong be reduced.
  • the outer jacket surfaces of the heat insulating element 35 and the heat reflection element 36 preferably rest against the inner jacket surface of the collar 28.
  • At least one through-hole 37 is provided in the heat-reflecting element 36 and at least one through-hole 38 in the heat-insulating element 35, with both through-holes 37, 38 overlapping.
  • the annular disk 26 of the first carrier element 25 has at least one threaded hole 39.
  • Both through-bores 37, 38 are arranged lying above the threaded bore 39, in such a way that a fastening means 40, which is screw-like in the embodiment shown, extends through both through-bores 37, 38 and can be screwed into the threaded bore 39.
  • Two or more through bores 37, 38 and threaded bores 39 are preferably provided.
  • the at least one fastening means 40 is divided into three sections with different external diameters.
  • a first section 41 forms a head 42.
  • a second section 43 forms a shaft 44 connected to the head 42.
  • a third section 45 adjoining the second section 43 is provided with an external thread 46.
  • the outside diameter of the head 42 is larger than the outside diameter of the shaft 44.
  • the outside diameter of the shaft 44 is in turn larger than the outside diameter of the external thread 46.
  • the length of the shaft 44 is slightly smaller than the total thickness of the heat reflecting element 36 and the heat insulating element 35 if these are not yet installed. In this way, the heat reflection element 36 and heat insulation element 35 can be fixedly attached to the annular disk 26 of the first carrier element 25 with a defined pretension.
  • the annular disk 26 of the outer rotor 24 has at least one through hole 47 which is in overlap with the through hole 38 in the heat insulating element 35.
  • a The threaded bolt-like fastening means 48 formed in the heat reflection element 36 extends through the through hole 38 and through the through hole 47 of the annular disk 26.
  • the fastening means 48 has an area 49 with a thread 50 at its free end.
  • the thermal barrier device 34 can be fastened to the first carrier element 25 by means of a screw nut 51 that can be screwed onto the fastening means 48.
  • Two or more through bores 38 are preferably provided in the heat insulating element 35 and in the annular disk 26 and a corresponding number of fastening means 48 are provided.
  • a rivet-like fastening means 52 can also be used.
  • At least one through hole 37 is provided in the heat reflection element 36, at least one through hole 38 in the heat insulating element 35 and at least one through hole 47 in the annular disk 26 of the outer rotor 24, the through holes 37, 38 and 47 being arranged in overlap.
  • the inner circumferential surface of the collar 28 formed on the annular disk 26 of the first carrier element 25 has a radially circumferential groove 53 in which a securing ring 54 is inserted.
  • This retaining ring 54 inserted in the groove 53 prevents axial movement of the thermal barrier device 34.
  • the drive shaft 20 is connected to the output shaft of a motor (not shown), in particular an electric motor, via a coupling device.
  • a motor not shown
  • the invention can also be replaced, for example, in a pump arrangement designed in the so-called block design, in which the first carrier element is fastened directly to the output shaft of the motor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung (1), insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einer Gehäuseanordnung (2) gebildeten Innenraum (11), einem Spalttopf (10), der eine von ihm umschlossene Kammer (12) hermetisch gegenüber dem von der Gehäuseanordnung (2) gebildeten Innenraum (11) abdichtet, einer um eine Drehachse (A) drehbar antreibbaren Laufradwelle (13), einem an einem Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Laufrad (16), einem an dem anderen Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Innenrotor (17), einer Antriebsvorrichtung, eine von der Antriebsvorrichtung drehbar um die Drehachse (A) antreibbare Antriebswelle (20) und einem auf der Antriebswelle (20) angeordneten, mit dem Innenrotor (17) zusammenwirkenden Außenrotor (24), wobei der Außenrotor (24) ein erstes Trägerelement (25) und ein mit dem ersten Trägerelement (25) verbundenes zweites Trägerelement (32) aufweist, wobei das erste Trägerelement (25) eine Wärmesperrvorrichtung (37) aufweist.

Description

Wärmesperre
Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung, insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einer Gehäuseanordnung gebildeten Innenraum, einem Spalttopf, der eine von ihm umschlossene Kammer hermetisch gegenüber dem von der Gehäuseanordnung gebildeten Innenraum abdichtet, einer um eine Drehachse drehbar antreibbaren Laufradwelle, einem an einem Ende der Laufradwelle angeordneten Laufrad, einem an dem anderen Ende der Laufradwelle angeordneten Innenrotor, einer Antriebsvorrichtung, eine von der Antriebsvorrichtung drehbar um die Drehachse antreib- bare Antriebswelle und einem auf der Antriebswelle angeordneten, mit dem Innenrotor zusammenwirkenden Außenrotor, wobei der Außenrotor ein erstes T rägerelement und ein mit dem ersten Trägerelement verbundenes zweites Trägerelement aufweist.
Derartige Pumpenanordnungen sind weit verbreitet und finden in nahezu allen Bereichen der Industrie ihre Anwendung. Maschinen der vorliegenden Art werden auch in ex- plosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt. Für die verschiedenen Produktions- und Förderanlagen, insbesondere im Bereich der Chemie, existieren besondere Vorschriften im Zusammenhang mil dern Explosionsschutz. In solchen Anlagen finden einerseits Arbeitsmaschinen, beispielsweise Pumpen oder Turbinen, als nicht elektrische Geräte, und andererseits Kraftmaschinen, beispielsweise Antriebsmotoren, als elektrische Ge- räte, Verwendung. Für elektrische Geräte existieren seit langem bewährte Sicherheitsstandards. In diesen Standards ist festgeschrieben, welche baulichen Maßnahmen zu treffen sind, um ein elektrisches Gerät in den verschiedenen explosionsgefährdeten Bereichen einsetzen zu können. Bei solchen Räumen, in denen die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre möglich ist, müssen die Zündquellen, das heißt die Entstehung von Reib- und Schlagfunken, Reibungswärme und elektrische Aufladung vermie- den werden und mögliche Auswirkungen einer Explosion durch vorbeugende und konstruktive Maßnahmen berücksichtigt werden. Explosionsgeschützte Blockmotoren, insbesondere Normmotoren in Flanschausführung, lassen an den Schnittstellen, insbesondere Flansch und Welle, nur einen bestimmten Wärmeeintrag in den Motor zu, derart, dass die maximal zulässigen Temperaturen des Motors nicht überschritten werden.
Inzwischen ist bekannt, dass bei Magnetkupplungspumpenanordnungen der Hauptwärmeeintrag in den Antriebsmotor durch dessen Antriebswelle erfolgt, da der Außenmagnetträger der Magnetkupplung sowohl der Medientemperatur, wie auch der Temperaturerhöhung durch die Wirbelstromverluste ausgesetzt ist. Durch die schlechte Wärme- abfuhr des Außenmagnetträgers infolge des ebenfalls erwärmten Pumpengehäuses wird die Wärmeenergie zu einem großen Teil direkt in die Antriebswelle eingetragen.
Bei der DE 298 14 113 U1 wird dieses Problem umgangen, indem der als Treiber be- zeichnete Außenrotor und der Antriebsmotor über ein Antriebsmittel aus schlecht wär- meleitendem Material in Antriebsverbindung stehen. Nachteilig ist hierbei die kostenintensive Ausführungsform mit einem zwischengelagerten Außenrotor. Denn neben zusätzlich erforderlichen Bauteilen sind neben dem Motorwälzlager auch die den Außenrotor lagernden Rillenkugellager zu warten. Außerdem ist die Wärmesperrfunktion nur auf die Schnittstelle zum Motorwellenstumpf hin existent. Da jedoch die Wärme direkt in den Innenring der Rillenkugellager eingetragen wird, kommt es zur Aufweitung des Innenrings und damit zur Verspannung des Lagers und folglich zur Standzeitreduzierung. Bei einer mit Kühlmittel agierenden Ausführungsform läuft der Außenrotor im Kühlmittel, wodurch erhebliche Reibungsverluste entstehen, welche den Wirkungsgrad der Pumpe deutlich reduzieren. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Pumpenanordnung bereitzustellen, bei der der Wärmefluss in die in einem Lagerträger gelagerten Antriebswelle und damit in die Innenringe der Wälzlagerung minimiert ist, Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass das erste Trägerelement eine Wärmesperrvorrichtung aufweist. Die Wärmesperrvorrichtung reduziert den Wärmeeintrag von dem Spalttopf in die Antriebswelle des Außenrotors und in die Lager, mit denen die Antriebswelle im Lagerträger gelagert wird. Nach einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst das erste Trägerelement eine Ringscheibe mit einer Nabe zur Befestigung an der Antriebswelle, wobei an der Ringscheibe ein sich axial in Richtung des Spalttopfes erstreckender Kragen vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Wärmesperrvorrichtung innerhalb des Kragens angeordnet ist.
Durch den Kragen und die Anordnung der Wärmesperrvorrichtung innerhalb des Kragens ist eine optimale Platzierung der Wärmesperrvorrichtung möglich. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, wonach die Wärmesperrvorrichtung ein Wärmeisolierelement und ein Wärmereflexionselement umfasst. Somit lässt sich der Wärmeeintrag in das erste Trägerelement und die Antriebswelle effizient reduzieren. Idealerweise ist das Wärmeisolierelement im Wesentlichen als kreiszylindrischer Körper ausgebildet.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, wonach das Wärmereflexionselement im Wesentlichen als kreisscheibenförmige Platte ausgebildet ist. Durch die kreisförmige Ausgestaltung können die Außenmantelflächen von Wärmeisolierelement und Wärmereflexionselement an der Innenmantelfläche des Kragens anlie- gen und den Wärmeeintrag in das erste Trägerelement und die Antriebswelle reduzieren.
Zweckmäßigerweise liegt das Wärmeisolierelement an der Ringscheibe des Trägerelements und das Wärmereflexionselement am Wärmeisolierelement an und ist zwischen dem Spaittopf und dem Wärmeisolierelement angeordnet. Auf diese Weise kann die vom Spalttopf ausgehende Wärmestrahlung zurück reflektiert werden und der Wär- mestrom in die Antriebswelle sehr stark reduziert werden.
Zur sicheren Befestigung der Wärmesperrvorrichtung an dem ersten Trägerelement ist ein schraubenartiges Befestigungsmittel vorgesehen ist. Alternativ zu oder in Kombination mit dem schraubenartigen Befestigungsmittel ist zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung an dem ersten Trägerelement ein gewindebolzenartiges Befestigungsmittel vorgesehen.
Alternativ zu oder in Kombination mit dem schraubenartigen oder dem gewindebolzen- artigen Befestigungsmittel ist zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung an dem ersten Trägerelement ein nietartiges Befestigungsmittel vorgesehen.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Innenmantelfläche des Kragens eine radial umlaufende Nut auf, in welche ein Sicherungsring eingelegt ist. Der Sicherungs- ring verhindert eine axiale Bewegung der Wärmesperrvorrichtung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt die Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Magnetkupplungspumpenanordnung mit einem eine Wärmesperrvorrichtung aufweisenden Außenrotor und die Fig. 2 den in der Fig. 1 gezeigten Außenrotor in vergrößerter Darstellung und die
Fig. 3 bis 5 weitere Ausführungsformen des Außenrotors Die Fig. 1 zeigt eine Pumpenanordnung 1 in Form einer Magnetkupplungspumpenanordnung. Die Pumpenanordnung 1 weist eine mehrteilige Gehäuseanordnung 2 mit einem als Spiralgehäuse ausgebildeten Hydraulikgehäuse 3, einem Gehäusedeckel 4, einer Lagerträgerlaterne 5, einem Lagerträger 6 und einem Lagerdeckel 7 auf. Das Hydraulikgehäuse 3 weist eine Einlassöffnung 8 zum Ansaugen eines Fördermediums und eine Auslassöffnung 9 zum Ausstößen des Fördermediums auf. Der Gehäusedeckel 4 ist an der der Einlassöffnung 8 gegenüberliegende Seite des Hydraulikgehäuses 3 angeordnet. An der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 ist die Lagerträgerlaterne 5 befestigt. Der Lagerträger 6 ist an der dem Ge- häusedeckel 4 gegenüberliegenden Seite der Lagerträgerlaterne 5 angebracht. Der Lagerdeckel 7 ist wiederum an der der Lagerträgerlaterne 5 abgewandten Seite des Lagerträgers 6 befestigt.
Ein vorzugsweise mittels eines Tiefziehverfahrens oder mittels eines Gießverfahrens hergestellter Spalttopf 10 ist an der dem Hydraulikgehäuse 3 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 4 befestigt und erstreckt sich zumindest teilweise durch einen vom Gehäusedeckel 4, von der Lagerträgerlaterne 5 und von dem Lagerträger 6 begrenzten Innenraum 11. Der Spalttopf 10 dichtet eine von ihm umschlossene Kammer 12 hermetisch gegenüber dem Innenraum 11 ab.
Eine um eine Drehachse A drehbare Laufradwelle 13 erstreckt sich von einer mittels des Hydraulikgehäuses 3 und des Gehäusedeckels 4 begrenzten Strömungskammer 14 durch eine in dem Gehäusedeckel 4 vorgesehene Öffnung 15 in die Kammer 12. An einem innerhalb der Strömungskammer 14 liegenden Wellenende der Laufradwelle 13 ist ein Laufrad 16 befestigt, am gegenüberliegenden Wellenende ist ein innerhalb der Kammer 12 angeordneter Innenrotor 17 angeordnet. Der Innenrotor 17 ist mit mehreren Magneten 18 bestückt, die an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Innenrotors 17 angeordnet sind. Zwischen Laufrad 16 und Innenrotor 17 ist eine mit der um die Drehachse A drehbar antreibbaren Laufradwelle 13 in Wirkverbindung stehende Lageranordnung 19 angeord- net.
Eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung, beispielsweise ein Antriebsmotor, vorzugs- weise ein Elektromotor, treibt eine Antriebswelle 20 an. Die um die Drehachse A drehbar antreibbare Antriebswelle 20 ist im Wesentlichen koaxial mit der Laufradwelle 13 angeordnet. Die Antriebswelle 20 erstreckt sich durch den Lagerdeckel 7 sowie den Lagerträger 6 und ist in zwei in dem Lagerträger 6 untergebrachten Kugellagern 21 , 22 gelagert. Am freien Ende der Antriebswelle 20 ist ein mehrere Magnete 23 tragender Au- ßenrotor 24 angeordnet. Die Magnete 23 sind an der dem Spalttopf 10 zugewandten Seite des Außenrotors 24 angeordnet. Der Außenrotor 24 erstreckt sich zumindest teilweise über den Spalttopf 10 und wirkt mit dem Innenrotor 17 zusammen, derart, dass der rotierende Außenrotor 24 mittels magnetischer Kräfte den Innenrotor 17 und somit die Laufradwelle 13 und das Laufrad 16 ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt.
Der in der Fig. 2 vergrößert dargestellte Außenrotor 24 umfasst ein erstes Trägerelement 25. Das erste Trägerelement 25 umfasst eine Ringscheibe 26 mit einer Nabe 27, wobei die Nabe 27 auf die in der Fig. 1 gezeigten Antriebswelle 20 geschoben ist und an dieser mit geeigneten Mitteln befestigt ist. An der Ringscheibe 26 ist ein ringförmiger Kragen 28 ausgebildet, der sich axial in Richtung des Spalttopfes 10 bzw. Gehäusedeckels 4 erstreckt. Der Kragen 28 weist einen kleineren Außendurchmesser als die Ringscheibe 26 auf. Damit verfügt das erste Trägerelement 25 über einen Bereich 29 mit einem verringerten Außendurchmesser und einen Bereich 30 mit einem vergrößerten Außendurchmesser, wodurch eine Stufe 31 gebildet wird. Der Außenrotor 24 umfasst ferner ein an dem ersten Trägerelement 25 ausgebildetes oder angeordnetes hohlzylinderartiges zweites Trägerelement 32, das zumindest teilweise den Spalttopf 10 umgibt und an dem die Magnete 23 angeordnet sind. Zur Befestigung des zweiten Trägerelements 32 an dem ersten Trägerelement 25 wird das zweite Trägerelement 32 über den Kragen 28, also den Bereich 29 des ersten Trägerelements 25 mit verringerten Außendurchmesser geschoben, wobei die Stufe 31 eine Anschlagsvorrichtung bildet. Mittels den in der Fig. 1 gezeigten Schrauben 33 wird das zweite Trägerelement 32 an dem ersten Trägerelement 25 befestigt.
Erstes und zweites Trägerelement 25, 32 sind als zwei mittels einer Schraubverbindung miteinander verbindbare Teile dargestellt. Alternativ können die beiden Teile mittels Schrumpftechnik miteinander verbunden werden. Bei einer weiteren beispielhaften Variante können das erste Trägerelement 25 und der hohlzylindrische Teil des zweiten Trägerelements 32 einstückig ausgebildet sein.
Wie der Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, weist das erste Trägerelement 25 eine Wärme- Sperrvorrichtung 34 auf. Die Wärmesperrvorrichtung 34 ist innerhalb des Kragens 28 angeordnet. Die Wärmesperrvorrichtung 34 umfasst ein Wärmeisolierelement 35 und ein Wärmereflexionselement 36. Das Wärmeisolierelement 35 ist im Wesentlichen als kreiszylindrischer Körper ausgebildet und aus einem sehr schlecht wärmeleitenden Material, z. B. Glimmer, hergestellt. Das Wärmereflexionselement 36 ist im Wesentlichen als scheibenförmige Platte ausgebildet und aus einem Material mit einem hohen Wärmereflexionsgrad, z. B. einer Edelstahllegierung, hergestellt.
Das Wärmeisolierelement 35 liegt an der Ringscheibe 26 des Trägerelements 25 an. Das Wärmereflexionselement 36 liegt wiederum am Wärmeisolierelement 35 an und ist somit im eingebauten Zustand zwischen dem Spalttopf 10 und dem Wärmeisolierelement 35 angeordnet, um die vom Spalttopf 10 ausgehende Wärmestrahlung zurück zu reflektieren. Auf diese Weise kann der Wärmestrom in die Antriebswelle 20 sehr stark reduziert werden. Vorzugsweise liegen die Außenmantelflächen von Wärmeisolierelement 35 und Wärmereflexionselement 36 an der Innenmantelfläche des Kragens 28 an.
Zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung 34 an dem ersten Trägerelement 25 ist in der gezeigten Ausführungsform wenigstens eine Durchgangsbohrung 37 im Wärmereflexionselement 36 und wenigstens eine Durchgangsbohrung 38 im Wärmeisolierelement 35 vorgesehen, wobei beide Durchgangsbohrungen 37, 38 in Überdeckung liegend angeordnet sind. Die Ringscheibe 26 des ersten Trägerelements 25 weist wenigstens eine Gewindebohrung 39 auf. Beide Durchgangsbohrungen 37, 38 sind über der Gewindebohrung 39 liegend angeordnet, derart, dass sich ein Befestigungsmittel 40, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel schraubenartig ausgebildet ist, durch beide Durchgangsbohrungen 37, 38 erstreckt und in die Gewindebohrung 39 eindrehbar ist. Vorzugsweise sind zwei oder mehr Durchgangsbohrungen 37, 38 und Gewindebohrungen 39 vorgesehen.
Das wenigstens eine Befestigungsmittel 40 ist in drei Abschnitte mit unterschiedlichen Außendurchmessern aufgegliedert. Ein erster Abschnitt 41 bildet einen Kopf 42. Ein zweiter Abschnitt 43 bildet einen mit dem Kopf 42 verbundenen Schaft 44. Ein an den zweiten Abschnitt 43 angrenzender dritter Abschnitt 45 ist mit einem Außengewinde 46 versehen. Der Außendurchmesser des Kopfes 42 ist größer als der Außendurchmesser des Schafts 44. Der Außendurchmesser des Schafts 44 ist wiederum größer als der Außendurchmesser des Außengewindes 46.
Die Länge des Schafts 44 ist geringfügig kleiner als die Gesamtdicke von Wärmereflexi- onselement 36 und Wärmeisolierelement 35, wenn diese noch nicht eingebaut sind. Auf diese Weise lassen sich Wärmereflexionselement 36 und Wärmeisolierelement 35 fest mit der Ringscheibe 26 des ersten Trägerelements 25 unter einer definierten Vorspannung befestigen. Bei einer weiteren, in der Fig. 3 gezeigten beispielhaften Ausführungsform weist die Ringscheibe 26 des Außenrotors 24 wenigstens eine Durchgangsbohrung 47 auf, die in Überdeckung ist mit der Durchgangsbohrung 38 im Wärmeisolierelement 35. Ein an dem Wärmereflexionselement 36 ausgebildetes gewindebolzenartiges Befestigungsmittel 48 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 38 und durch die Durchgangsbohrung 47 der Ringscheibe 26. Das Befestigungsmittel 48 weist an seinem freien Ende einen Bereich 49 mit einem Gewinde 50 auf. Mittels einer auf das Befestigungsmittel 48 schraubbaren Schraubenmutter 51 ist die Wärmesperrvorrichtung 34 an dem ersten Trägerelement 25 befestigbar. Vorzugsweise sind zwei oder mehr Durchgangsbohrungen 38 im Wärmeisolierelement 35 und in der Ringscheibe 26 und entsprechend viele Befestigungsmittel 48 vorgesehen. Alternativ oder in Kombination mit wenigstens einem der Befestigungsmittel 40 und/oder 48 ist auch ein wie in der Fig. 4 beispielshaft gezeigtes nietartiges Befestigungsmittel 52 anwendbar. Dabei ist wenigstens eine Durchgangsbohrung 37 im Wärmereflexionselement 36, wenigstens eine Durchgangsbohrung 38 im Wärmeisolierelement 35 und wenigstens eine Durchgangsbohrung 47 in der Ringscheibe 26 des Außenrotors 24 vorgesehen, wobei die Durchgangsbohrungen 37, 38 und 47 in Überdeckung liegend angeordnet sind.
Bei einer weiteren, in der Fig. 5 gezeigten beispielhaften Ausführungsform des Außenrotors 24 weist die Innenmantelfläche des an der Ringscheibe 26 des ersten Trägerele- ments 25 ausgebildeten Kragens 28 eine radial umlaufende Nut 53 auf, in der ein Sicherungsring 54 eingelegt ist. Dieser in der Nut 53 eingesetzte Sicherungsring 54 verhindert eine axiale Bewegung der Wärmesperrvorrichtung 34.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Antriebswelle 20 über einer Kupplungsvorrichtung mit der Abtriebswelle eines nicht dargestellten Motors, insbesondere Elektromotor, verbunden. Die Erfindung ist beispielsweise auch bei einer in der sogenannten Blockausführung ausgebildeten Pumpenanordnung ersetzbar, bei der das erste Trägerelement direkt an die Abtriebswelle des Motors befestigt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Pumpenanordnung (1), insbesondere Magnetkupplungspumpenanordnung, mit einem von einer Gehäuseanordnung (2) gebildeten Innenraum (11),
einem Spalttopf (10), der eine von ihm umschlossene Kammer (12) hermetisch gegenüber dem von der Gehäuseanordnung (2) gebildeten Innenraum (11) abdichtet,
einer um eine Drehachse (A) drehbar antreibbaren Laufradwelle (13),
einem an einem Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Laufrad (16), einem an dem anderen Ende der Laufradwelle (13) angeordneten Innenrotor (17), einer Antriebsvorrichtung,
eine von der Antriebsvorrichtung drehbar um die Drehachse (A) antreibbare Antriebswelle (20) und
einem auf der Antriebswelle (20) angeordneten, mit dem Innenrotor (17) zusammenwirkenden Außenrotor (24),
wobei der Außenrotor (24) ein erstes Trägerelement (25) und ein mit dem ersten Trägerelement (25) verbundenes zweites Trägerelement (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (25) eine Wärmesperrvorrichtung (34) aufweist.
2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (25) eine Ringscheibe (26) mit einer Nabe (27) zur Befestigung an der Antriebswelle (20) umfasst, wobei an der Ringscheibe (26) ein sich axial in Richtung des Spalttopfes (10) erstreckender Kragen (28) vorgesehen ist.
3. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesperrvorrichtung (34) innerhalb des Kragens (28) angeordnet ist.
4. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesperrvorrichtung (34) ein Wärmeisolierelement (35) und ein Wärmereflexionselement (36) umfasst.
5. Pumpenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeisolierelement (35) im Wesentlichen als kreiszylindrischer Körper ausgebildet ist.
6. Pumpenanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmereflexionselement (36) im Wesentlichen als scheibenförmige Platte ausgebildet ist.
7. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeisolierelement (35) an der Ringscheibe 26 des Trägerelements 25 anliegt, das Wärmereflexionselement (36) am Wärmeisolierelement (35) anliegt und zwischen dem Spalttopf (10) und dem Wärmeisolierelement 35 angeordnet ist.
8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung (34) an dem ersten Trägerelement (25) wenigstens ein schraubenartiges Befestigungsmittel (40) vorgesehen ist.
9. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung (34) an dem ersten Trägerelement (25) wenigstens ein gewindebolzenartiges Befestigungsmittel (48) vorgesehen ist.
10. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung (34) an dem ersten Trägerelement (25) wenigstens ein nietartiges Befestigungsmittel (52) vorgesehen ist.
11. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung (34) an dem ersten Trägerelement (25) wenigstens ein beliebiges Befestigungsmittel, insbesondere schraubenartiges, gewindebolzenartiges und/oder nietartiges Befestigungsmittel (40, 48, 52) vorgesehen ist
12. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Befestigung der Wärmesperrvorrichtung (34) an dem ersten Trägerelement (25) die Innenmantelfläche des an der Ringscheibe (26) ausgebildeten Kragens (28) eine radial umlaufende Nut (53) aufweist, in der ein Sicherungsring (54) eingelegt ist.
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